(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調画像を入力する入力手段と、
前記階調画像を表示する表示手段と、
前記入力された階調画像に対して、予め設定された指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う階調変換手段と、
を備え、前記表示手段は、前記階調変換手段による階調変換画像を、通常のウィンドウレベル／ウィンドウ幅による階調変換画像と同時に表示して、各画像表示を連動させたことを特徴とする階調画像表示システム。
【請求項２】
階調画像を入力する入力手段と、
前記階調画像を表示する表示手段と、
指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力することにより、前記表示手段に表示された階調画像上で所定の画素を指定する指定階調値入力手段と、
前記指定階調値入力手段の入力情報に基づいて前記階調画像上で指定された画素の階調値を前記指定階調値として決定するものであり、前記指定階調値と前記階調値範囲との対応を予め設定した対応テーブルを有し、前記決定した指定階調値に対応する階調値範囲を前記対応テーブルを参照して決定する前記指定階調値及び前記階調値範囲を決定する手段と、
前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う階調変換手段と、
を備えたことを特徴とする階調画像表示システム。
【請求項３】
階調画像を入力する入力手段と、
前記階調画像を表示する表示手段と、
指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力する指定階調値入力手段と、
前記指定階調値入力手段の入力情報に基づいて前記指定階調値及び前記階調値範囲を決定する手段と、
前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う階調変換手段と、
を備え、前記階調値及び前記階調値範囲を決定する手段は前記階調画像中の表示すべきターゲットに対応する指定階調値と階調値範囲のセットを定めた組み合わせテーブルを予め保持しており、指定階調値入力手段が前記ターゲットを入力すると、前記階調値及び前記階調値範囲を決定する手段は、前記組み合わせテーブルの中から前記ターゲットに対応する前記指定階調値と前記階調値範囲を決定することを特徴とする階調画像表示システム。
【請求項４】
前記表示手段は、前記階調変換手段による階調変換画像を、通常のウィンドウレベル／
ウィンドウ幅による階調変換画像と同時に表示して、各画像表示を連動させたことを特徴
とする請求項２または３に記載の階調画像表示システム。
【請求項５】
前記階調画像はＣＴ画像であり、前記階調値はＣＴ値であることを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項に記載の階調画像表示システム。
【請求項６】
入力された階調画像に対して、予め設定された指定階調値及び前記指定階調値を中心に
持つ階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大
輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度
値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値
範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、
前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行い、該階調変換を行った階調変換画像を、通常のウィンドウレベル／ウィンドウ幅による階調変換画像と同時に表示して、各画像表示を連動させることを特徴とする階調変換方法。
【請求項７】
階調画像を入力する工程と、
指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力することにより、前記階調画像を表示する表示手段に表示された階調画像上で所定の画素を指定する工程と、
前記入力された情報に基づいて前記階調画像上で指定された画素の階調値を前記指定階調値として決定し、前記決定した指定階調値に対応する階調値範囲を前記指定階調値と前記階調値範囲との対応を予め設定した対応テーブルを参照して決定する工程と、
前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う工程と、
を有することを特徴とする階調変換方法。
【請求項８】
階調画像を入力する工程と、
指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力する工程と、
前記入力された情報に基づいて前記指定階調値及び前記階調値範囲を決定する工程と、
前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う工程と、
を有し、前記階調値及び前記階調値範囲を決定する工程は、指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力する工程において前記階調画像中の表示すべきターゲットが入力されると、予め保持された、前記ターゲットに対応する指定階調値と階調値範囲のセットを定めた組み合わせテーブルの中から、前記ターゲットに対応する前記指定階調値と前記階調値範囲を決定することを特徴とする階調変換方法。
【請求項９】
入力された階調画像に対して、予め設定された指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行い、前記階調変換が行われた画像を、通常のウィンドウレベル／ウィンドウ幅による階調変換画像と同時に表示して、各画像表示を連動させる手順とを有することを特徴とする階調変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
階調画像を入力し、
指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力することにより、前記階調画像を表示する表示手段に表示された階調画像上で所定の画素を指定し、
前記入力された情報に基づいて前記階調画像上で指定された画素の階調値を前記指定階調値として決定し、前記決定した指定階調値に対応する階調値範囲を前記指定階調値と前記階調値範囲との対応を予め設定した対応テーブルを参照して決定し、
前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う手順とを有することを特
徴とする階調変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
階調画像を入力し、
指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力し、
前記入力された情報に基づいて前記指定階調値及び前記階調値範囲を決定し、
前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う手順とを有し、
前記階調画像中の表示すべきターゲットが入力されると、予め保持された、前記ターゲットに対応する指定階調値と階調値範囲のセットを定めた組み合わせテーブルの中から、前記ターゲットに対応する前記指定階調値と前記階調値範囲を決定することを特徴とする階調変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階調画像表示システムに係り、階調画像の中でも特に、ＣＴ画像やＭＲＩ画像等の医用画像をモニタに表示する際の階調変換技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院等において、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置で得られた断層像等の医用画像を用いた画像診断が広く行われている。このとき、Ｘ線ＣＴ装置などで得られる医用画像の濃度値（ＣＴ値）のダイナミックレンジは非常に広い範囲であるのに対して、これを表示するコンピュータのモニタの濃度値（輝度値）は例えば０〜２５５のように狭い範囲である。
【０００３】
そこで、ＣＴ画像やＭＲＩ画像などの広いダイナミックレンジを有する入力画像を、コンピュータのモニタのような狭い階調の範囲に合わせた出力画像とするよう階調変換を行う必要がある。
【０００４】
このような階調変換の方法として、例えば、特許文献１に記載されているようなWindow CenterとWindow Widthを用いた階調変換が従来より広く行われている。
【０００５】
このWindow Center（ウィンドウセンタ）とWindow Width（ウィンドウ幅）を用いた階調変換について簡単に説明する。なお、Window Center（ウィンドウセンタ）はWindow Level（ウィンドウレベル）とも呼ばれる。
【０００６】
図９に、通常のウィンドウセンタとウィンドウ幅を用いた階調変換における入力値と出力値との相関（階調変換特性）を示す。
【０００７】
図９において、横軸は入力値であり元画像の階調（ＣＴ値）を表すとともに、縦軸は出力値でありモニタ階調（輝度値）を表し、図中の太い実線で表された折れ線のグラフが階調変換特性を示している。また、ウィンドウセンタをＷcで、ウィンドウ幅をＷwで示す。
【０００８】
図９に示すように、出力画素の出力値（輝度値）は、０〜２５５の値をとり、ウィンドウセンタＷcのところの入力画素の入力値（ＣＴ値）には、出力画素の中間の値を対応させる。また、ウィンドウセンタＷcはウィンドウ幅Ｗwの中央にあり、ウィンドウの上限ＷmaxはＷc＋Ｗw／２であり、ウィンドウの下限ＷminはＷc−Ｗw／２となっている。
【０００９】
このとき、元画像の階調で、Ｗmin＝Ｗc−Ｗw／２以下の値（ウィンドウ幅Ｗwの下限以下の値）を、モニタの最小輝度値０に割り当てる。また、元画像の階調で、Ｗmax＝Ｗc＋Ｗw／２以上の値（ウィンドウ幅Ｗwの上限以上の値）を、モニタの最大輝度値２５５に割り当てる。さらに、元画像の階調で、Ｗc−Ｗw／２からＷc＋Ｗw／２までの値（ウィンドウ内の値）を、モニタの最小輝度から最大輝度へ線形に割り当てる。
【００１０】
従来は、このような階調変換特性におけるウィンドウセンタＷcとウィンドウ幅Ｗwを制御することにより、関心部位の入力画素の入力値の範囲を出力画素の出力値の範囲に対応させていた。
【特許文献１】特開２００５−２５２５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来のようなウィンドウセンタとウィンドウ幅を用いた階調変換では、例えば、水（ＣＴ値０付近）や脂肪（ＣＴ値−１００程度）の存在位置を確認するためには以下の点で不適切であるという問題があった。
【００１２】
すなわち、ＣＴ値はＸ線吸収値を表すものであり、水や脂肪らしさを表してはいない。また、水や脂肪よりもＸ線吸収量が多くＣＴ値が高い臓器が人体には多数存在し、これらが水や脂肪よりも白く強調されて表示されてしまう。
【００１３】
これは水や脂肪に限らず、人体内において中間的なＣＴ値を持つ構造物や物質に関して当てはまることであり、さらにＣＴ画像以外にもＭＲＩ画像等のウィンドウセンタとウィンドウ幅を用いた階調変換を利用する他のモダリティ画像においても同様である。
【００１４】
しかし、尿管や胆管の拡張や胸水あるいは腹水の診断など、臨床的に水を観察したい場合は多々あり、このような場合に水の存在位置を確認できるように、水を強調した画像を表示できることが望まれている。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、指定階調値を持つ対象物が見易く表示できるような階調画像表示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、階調画像を入力する入力手段と、前記階調画像を表示する表示手段と、前記入力された階調画像に対して、予め設定された指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う階調変換手段と、を備え、前記表示手段は、前記階調変換手段による階調変換画像を、通常のウィンドウレベル／ウィンドウ幅による階調変換画像と同時に表示して、各画像表示を連動させたことを特徴とする階調画像表示システムを提供する。
【００１７】
これにより、指定階調値を持つ対象物を見易く表示することが可能になる。また、関心のある対象物の体全体における位置も合わせて認識することが可能となる。
【００１８】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、階調画像を入力する入力手段と、前記階調画像を表示する表示手段と、指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力することにより、前記表示手段に表示された階調画像上で所定の画素を指定する指定階調値入力手段と、前記指定階調値入力手段の入力情報に基づいて前記階調画像上で指定された画素の階調値を前記指定階調値として決定するものであり、前記指定階調値と前記階調値範囲との対応を予め設定した対応テーブルを有し、前記決定した指定階調値に対応する階調値範囲を前記対応テーブルを参照して決定する前記指定階調値及び前記階調値範囲を決定する手段と、前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う階調変換手段と、を備えたことを特徴とする階調画像表示システムを提供する。
【００１９】
これにより、ユーザは自分の見たい対象物を任意に選んで、見易く表示することができる。また、指定階調値の指定が容易となるとともに、指定階調値を指定するのみでそれに対応した階調値範囲を自動的に決定することができる。
【００２０】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、階調画像を入力する入力手段と、前記階調画像を表示する表示手段と、指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力する指定階調値入力手段と、前記指定階調値入力手段の入力情報に基づいて前記指定階調値及び前記階調値範囲を決定する手段と、前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う階調変換手段と、を備え、前記階調値及び前記階調値範囲を決定する手段は前記階調画像中の表示すべきターゲットに対応する指定階調値と階調値範囲のセットを定めた組み合わせテーブルを予め保持しており、指定階調値入力手段が前記ターゲットを入力すると、前記階調値及び前記階調値範囲を決定する手段は、前記組み合わせテーブルの中から前記ターゲットに対応する前記指定階調値と前記階調値範囲を決定することを特徴とする階調画像表示システムを提供する。
【００２１】
これにより、ユーザは自分の見たい対象物を任意に選んで、見易く表示することができるとともに、ユーザは見たい対象物を指定するのみでそれに対応した画像を見易く表示させることができる。
【００２２】
また、請求項４に示すように、前記表示手段は、前記階調変換手段による階調変換画像を、通常のウィンドウレベル／ウィンドウ幅による階調変換画像と同時に表示して、各画像表示を連動させたことを特徴とする。
【００２３】
これにより、関心のある対象物の体全体における位置も合わせて認識することが可能となる。
【００２４】
また、請求項５に示すように、前記階調画像はＣＴ画像であり、前記階調値はＣＴ値であることを特徴とする。
【００２５】
これにより、指定ＣＴ値を持つ臓器や物質あるいは、ユーザが見たい関心部位を任意に選んで、見易く表示することが可能になる。
【００２６】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、入力された階調画像に対して、予め設定された指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行い、該階調変換を行った階調変換画像を、通常のウィンドウレベル／ウィンドウ幅による階調変換画像と同時に表示して、各画像表示を連動させることを特徴とする階調変換方法を提供する。
【００２８】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、階調画像を入力する工程と、指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力することにより、前記階調画像を表示する表示手段に表示された階調画像上で所定の画素を指定する工程と、前記入力された情報に基づいて前記階調画像上で指定された画素の階調値を前記指定階調値として決定し、前記決定した指定階調値に対応する階調値範囲を前記指定階調値と前記階調値範囲との対応を予め設定した対応テーブルを参照して決定する工程と、前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う工程と、を有することを特徴とする階調変換方法を提供する。
【００３０】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、階調画像を入力する工程と、指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力する工程と、前記入力された情報に基づいて前記指定階調値及び前記階調値範囲を決定する工程と、前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う工程と、を有し、前記階調値及び前記階調値範囲を決定する工程は、指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力する工程において前記階調画像中の表示すべきターゲットが入力されると、予め保持された、前記ターゲットに対応する指定階調値と階調値範囲のセットを定めた組み合わせテーブルの中から、前記ターゲットに対応する前記指定階調値と前記階調値範囲を決定することを特徴とする階調変換方法を提供する。
【００３１】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、入力された階調画像に対して、予め設定された指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行い、前記階調変換が行われた画像を、通常のウィンドウレベル／ウィンドウ幅による階調変換画像と同時に表示して、各画像表示を連動させる手順とを有することを特徴とする階調変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【００３２】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、階調画像を入力し、指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力することにより、前記階調画像を表示する表示手段に表示された階調画像上で所定の画素を指定し、前記入力された情報に基づいて前記階調画像上で指定された画素の階調値を前記指定階調値として決定し、前記決定した指定階調値に対応する階調値範囲を前記指定階調値と前記階調値範囲との対応を予め設定した対応テーブルを参照して決定し、前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う手順とを有することを特
徴とする階調変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【００３３】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、階調画像を入力し、指定階調値及び前記指定階調値を中心に持つ階調値範囲の少なくとも一方を決定する情報を入力し、前記入力された情報に基づいて前記指定階調値及び前記階調値範囲を決定し、前記入力された階調画像に対して、前記決定された指定階調値及び前記階調値範囲を用い、前記指定階調値に対して前記階調画像を表示する表示手段の最大輝度値を対応させるとともに、前記指定階調値より階調値が離れる程前記表示手段の輝度値が低くなるように前記階調値に前記輝度値を対応させ、前記指定階調値から前記階調値範囲よりも離れた階調値に対しては前記表示手段の最小輝度値を対応させるようにして、前記入力された階調画像の階調値を前記表示手段の輝度値に合わせる階調変換を行う手順とを有し、前記階調画像中の表示すべきターゲットが入力されると、予め保持された、前記ターゲットに対応する指定階調値と階調値範囲のセットを定めた組み合わせテーブルの中から、前記ターゲットに対応する前記指定階調値と前記階調値範囲を決定することを特徴とする階調変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、指定階調値を持つ対象物を見易く表示することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る階調画像表示システムについて詳細に説明する。なお、本発明は、階調変換が必要な画像であれば適用可能であり、以下では、階調画像表示システムとして、特に医用画像であるＣＴ画像を階調変換して表示する医用画像表示システムを例にとって説明する。
【００３６】
図１は、本発明に係る医用画像表示システムとしての、ＣＴ画像から指定ＣＴ値を持つ臓器や物質を強調して表示できるように階調変換して画像表示を行うＸ線ＣＴ装置の概略を示す構成図である。
【００３７】
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、主に、ＣＴスライス画像を撮影するスキャナガントリ部１０、取得したＣＴスライス画像に対して各種の画像処理を行う画像処理部２０及び処理されたＣＴ画像を表示する画像表示部３０とから構成される。
【００３８】
スキャナガントリ部１０は、開口部１２を有し、開口部１２に対して設けられた寝台１４上に寝かせられた被検者（図示省略）に対してＸ線の照射及び検出を行い、ＣＴスライス画像を撮影するものである。
【００３９】
また、細かい図示は省略するが、スキャナガントリ部１０の開口部１２の周囲には、回転円板が配置され、この回転円板にはＸ線を放射するＸ線管と、Ｘ線管に対向した位置にＸ線検出器とが搭載され、寝台１４上に寝かせられた被検者の周りを回転円板を回転させながら被検者の一断面にＸ線が照射されＣＴ画像が撮影される。そして、被検者に対する回転円板の相対位置を変えながら、このような被検者の各断面毎のＣＴ画像（スライス画像）の撮影を繰り返すことにより、複数の画像データを得ることができる。
【００４０】
画像処理部２０は、スキャナガントリ部１０で撮影したＣＴスライス画像を受け取り、本発明に係る階調変換等の画像処理を実行する部分である。
【００４１】
画像表示部３０は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube)等の、画像を表示する表示画面３２を有する画像表示装置であり、後述する指定ＣＴ値を持つ臓器や物質を強調した画像を表示する。
【００４２】
図２に、本発明の第１実施形態における画像処理部２０の詳細な構成を示す。
【００４３】
図２に示すように、本実施形態の画像処理部２０は、主に、画像入力部２２、メモリ２４、指定ＣＴ値階調変換部２６及び画像表示制御部２８を有して構成される。
【００４４】
画像入力部２２は、スキャナガントリ部１０が撮影したＣＴスライス画像（断層像）を受け取るものである。画像入力部２２は、スキャナガントリ部１０から受け取った断層像を保持し、必要に応じて指定ＣＴ値階調変換部２６等に受け渡す。
【００４５】
メモリ２４は、予め設定された指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲を格納しておくものである。本発明は、指定されたＣＴ値（指定ＣＴ値）を持つ画素を明るく（白く）表示し、そのＣＴ値から離れたＣＴ値を持つ画素を暗く（黒く）表示するようにして、関心部位を強調して表示するものである。指定ＣＴ値は関心部位の画素を示すものであり、ＣＴ値範囲はその範囲より外側を暗く目立たなくする境界を確定するものである。指定ＣＴ値は前述したウィンドウセンタに対応し、ＣＴ値範囲はウィンドウ幅に対応する。
【００４６】
例えば、水のところを観察するターゲットとしたい場合には、指定ＣＴ値としては−１０〜３０の間のある値、ＣＴ値範囲としては６０のように設定される。指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲は、後述するようにユーザが指定するようにしてもよいが、本実施形態では、観察部位が決まっており、これらの値はメモリ２４にプリセットされているものとする。
【００４７】
指定ＣＴ値階調変換部２６は、画像入力部２２から断層像を、またメモリ２４から指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲を取り込み、指定されたＣＴ値を持つ画素を白く表示するとともに、指定されたＣＴ値から離れたＣＴ値を持つ画素が黒くなるように階調変換した階調変換画像を生成するものである。
【００４８】
画像表示制御部２８は、指定ＣＴ値階調変換部２６が生成した階調変換画像を画像表示部３０に表示するように制御するものである。
【００４９】
以下、本実施形態の作用を説明する。
【００５０】
まず画像処理部２０の画像入力部２２に、スキャナガントリ部１０で撮影されたＣＴスライス画像（断層像）が入力される。画像入力部２２はこの断層像を一旦記憶し、指定ＣＴ値階調変換部２６の求めに応じて断層像を指定ＣＴ値階調変換部２６に引き渡す。
【００５１】
指定ＣＴ値階調変換部２６は、画像入力部２２から断層像を受け取るとともに、メモリ２４からそこに予め設定されていた指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲を受け取り、断層像に対してこの指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲に基づいて階調変換を行う。
【００５２】
この階調変換は、指定されたＣＴ値を持つ画素を白く、またそのＣＴ値から離れたＣＴ値を持つ画素が黒くなるようにして、画像表示部３０のモニタの階調に変換するようにして行われる。
【００５３】
図３に、このときの階調変換特性のグラフを示す。
【００５４】
図３は、横軸が元画像（入力画像）の階調であり、縦軸がモニタ階調である。モニタ階調は、最小輝度値が０、最大輝度値が２５５である。また、指定ＣＴ値（ターゲットデンシティ）をＴＤ、ＣＴ値範囲をＷwとする。指定ＣＴ値はＣＴ値範囲の中央にあってウィンドウセンタに対応し、ＣＴ値範囲はウィンドウ幅に対応する。また、ウィンドウの上限すなわちＣＴ値範囲の最大値Ｗmaxは、Ｗmax＝ＴＤ＋Ｗw／２であり、ウィンドウの下限すなわちＣＴ値範囲の最小値Ｗminは、Ｗmin＝ＴＤ−Ｗw／２である。
【００５５】
図３に示すように、ここでの階調変換においては、元画像の階調で指定ＣＴ値ＴＤをモニタの最大輝度２５５に割り当て、ＣＴ値範囲Ｗwの外側すなわちウィンドウの上限（ＣＴ値範囲の最大値）Ｗmax以上の値及びウィンドウの下限（ＣＴ値範囲の最小値）Ｗmin以下の値には最小輝度値０を割り当てるようにする。
【００５６】
また、元画像の階調で、Ｗmin〜ＴＤの値は、Ｗminを最小輝度値０に割り当て、ＴＤを最大輝度２５５に割り当てるようにして線形に変換する。
【００５７】
また、元画像の階調で、ＴＤ〜Ｗmaxの値は、ＴＤを最大輝度２５５に割り当て、Ｗmaxを最小輝度値０に割り当てるようにして線形に変換する。
【００５８】
このようにして図３に示すように、指定ＣＴ値ＴＤにおいてモニタ階調の最大輝度値２５５を有するようなピークを有する山型の階調変換特性が得られる。
【００５９】
指定ＣＴ値階調変換部２６においては、この階調変換特性を用いて入力画像を階調変換し、画像表示部３０の出力階調に合わせた階調変換画像を生成する。
【００６０】
階調変換画像は、画像表示制御部２８によって画像表示部３０に送られ、表示画面３２（モニタ）に表示される。
【００６１】
このとき指定ＣＴ値ＴＤがモニタの最大輝度値２５５に変換され、指定ＣＴ値ＴＤを中心としたウィンドウの外側ではモニタの最小輝度値０に変換されているため、関心部位であるターゲットデンシティＴＤの部分は白く表示され、そこから離れたＣＴ値を持つ部分は黒くなるように表示される。従って、よく観察したい関心部位をはっきりと確認できるため、適切な画像診断が可能となる。
【００６２】
なお、上で説明した例では、階調変換特性を表すグラフはいくつかの線分（直線）を組み合わせた折れ線のグラフであったが、階調変換特性を表すグラフは図３のような折れ線に限定されるものではなく、曲線であってもよい。
【００６３】
例えば、階調変換特性のグラフは、図４に示すような正規分布を利用したグラフであってもよい。図４に示す例では、正規分布の平均が指定ＣＴ値ＴＤ、標準偏差がＷw／（２×１．９６）となっている。また、正規分布の最大値をモニタ階調の最大輝度値２５５に割り当て、正規分布における０をモニタ階調の最小輝度値０に割り当てている。
【００６４】
また、場合によってはユーザが同時に複数の部位を観察したいこともあるため、関心部位を示す指定ＣＴ値の設定は、上述した例のように１つに限定されるものではなく、複数設定してもよい。
【００６５】
図５に、一例として指定ＣＴ値が２つ設定された階調変換特性のグラフを示す。
【００６６】
図５に示すように、元画像の階調でＴＤ１とＴＤ２という２つの指定ＣＴ値が設定されている。それぞれの指定ＣＴ値ＴＤ１及びＴＤ２に対してはいずれもモニタ階調の最大値２５５が割り当てられる。また、指定ＣＴ値ＴＤ１に対するＣＴ値範囲（ウィンドウ幅）はＷw１、指定ＣＴ値ＴＤ２に対するＣＴ値範囲（ウィンドウ幅）はＷw２であり、Ｗw１の方がＷw２よりも広く、その一部が重なっているとする。
【００６７】
このとき、図５に示すように、ウィンドウが重なっている場所においては、各階調変換特性グラフにおけるモニタ階調値のうち大きい方をとるようにする。
【００６８】
なお、上で述べた階調変換特性のグラフは、元画像の階調に対して不連続にならないことが好ましい。これは、階調変換特性グラフが不連続になると、画像上偽輪郭が発生して、ユーザが読影する際の妨げになるからである。このとき、偽輪郭の発生を抑制するために、例えばスプライン曲線等を用いて、階調変換特性グラフを連続にするようにしてもよい。
【００６９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００７０】
図６に、本発明の第２実施形態における画像処理装置の概略構成を示す。
【００７１】
前述した第１実施形態では、指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲は予めシステムに設定されていたが、本第２実施形態においては、ユーザが指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲を指定することができるようにしたものである。
【００７２】
そのため、本実施形態の画像処理装置２０’は、指定ＣＴ値入力手段１５が付設されているとともに指定ＣＴ値ＣＴ値範囲決定部２３を有している。
【００７３】
なお、その他の画像入力部２２、指定ＣＴ値階調変換部２６、画像表示制御部２８等の構成は第１実施形態と同様である。
【００７４】
指定ＣＴ値入力手段１５は、指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲を決定するための情報を入力するためのものであり、例えばマウスやキーボード等の入力手段により構成される。
【００７５】
指定ＣＴ値ＣＴ値範囲決定部２３は、指定ＣＴ値入力手段１５から入力された情報に基づいて指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲を決定するものである。指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲の決定の仕方は、特に限定されるものではなく、以下の様なものが考えられる。
【００７６】
まず一つの方法は、スキャナガントリ部１０で撮影されたＣＴスライス画像（断層像）を画像表示部３０の表示画面３２に表示しておき、指定ＣＴ値入力手段１５としてのマウスなどでその画像上をクリックすることで、画像上のある画素を指定すると、その指定画素が指定ＣＴ値ＣＴ値範囲決定部２３に入力され、指定ＣＴ値ＣＴ値範囲決定部２３は、この画素の情報に基づいてその指定画素における入力画像のＣＴ値を指定ＣＴ値として決定するというものである。
【００７７】
このとき、ＣＴ値範囲の指定方法としては、指定ＣＴ値に関わらず固定した値の範囲としてもよいし、ＣＴ値範囲も指定ＣＴ値と同様にユーザが入力して設定してもよいし、あるいは従来のウィンドウ幅に合わせてもよいし、指定ＣＴ値毎に変動させるようにするなど様々な方法が考えられる。
【００７８】
例えば、指定ＣＴ値毎に変動させる場合には、図７に示すような指定ＣＴ値毎にＣＴ値範囲を対応させた対応テーブルを予めシステムに設定しておき、指定ＣＴ値が決定されたら、この指定ＣＴ値に対応するＣＴ値範囲をこの対応テーブルから求めるようにしてもよい。例えば、指定ＣＴ値が１０の場合には、図７の対応テーブルよりＣＴ値範囲は６０を採用するなど、指定されたＣＴ値が図７の対応テーブルの指定ＣＴ値の範囲内であれば、それに対応するＣＴ値範囲を採用するようにする。
【００７９】
なお、図７の対応テーブルにおいて、指定ＣＴ値が−２００以下というのは主に空気領域をターゲットとした場合であり、ＣＴ値範囲は１０００とする。また、指定ＣＴ値が−２００〜−１０というのは脂肪をターゲットとした場合であり、ＣＴ値範囲は３００とする。また、指定ＣＴ値が−１０〜３０というのは水をターゲットとした場合であり、ＣＴ値範囲は６０とする。また、指定ＣＴ値が３０〜８０というのは軟部組織をターゲットとした場合であり、ＣＴ値範囲は７０とする。ここで、水をターゲットとした場合には、いわゆる水のみだけでなく、胆汁などの水以外の水分をも含むものとする。
【００８０】
なお、指定ＣＴ値を決定する方法として、ユーザがＣＴ値をわかっている場合には、指定ＣＴ値入力手段１５から直接指定ＣＴ値を数値で入力するようにしてもよい。
【００８１】
また、指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲を決定する他の方法としては、関心部位に対応する指定ＣＴ値とＣＴ値範囲とのセットを定めた組み合わせテーブルを予めシステム内に保持しておき、これを図８に示すようなメニューとして事前に記憶しておき、図８のメニューの中から関心部位（ターゲット）を選択すると、このメニューに対応して予め記憶されている組み合わせテーブルから、そのターゲットに対応した指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲が選び出されるようにしてもよい。
【００８２】
指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲が決定されたら、決定された指定ＣＴ値及びＣＴ値範囲を画像入力部２２に入力された断層像とともに指定ＣＴ値階調変換部２６に送り出す。指定ＣＴ値階調変換部２６における階調変換は第１実施形態と同様である。
【００８３】
階調変換が施された階調変換画像は画像表示制御部２８を介して画像表示部３０に表示される。
【００８４】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００８５】
第３実施形態は、階調変換された画像の表示方法に関するものである。すなわち、前述した第１実施形態あるいは第２実施形態の手法で階調変換された画像を、従来のウィンドウセンタ／ウィンドウ幅を用いた階調変換による画像と連動して表示するものである。
【００８６】
すなわち、本発明による手法で階調変換された画像は、一般に医用画像の読影を行う医者が見ている画像とは異なり、ターゲット（関心部位）とされた臓器や物質は白く強調されてはっきりと確認されるが、それ以外のものは黒く表示されるため、そのターゲットの人体全体での位置関係が把握し難いという傾向がある。そこで、本発明の手法による階調変換画像と、従来のウィンドウセンタ／ウィンドウ幅を用いた階調変換による画像とを表示画面３２に同時に表示して、マウスカーソルやスタック表示等が連動するようにする。
【００８７】
従って、本実施形態によれば、指定ＣＴ値を有する臓器等の関心部位自体を見易く表示するとともに、その体全体の中での位置関係をも容易に把握できるようになる。
【００８８】
また、上で説明した階調変換方法をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の実施形態の１つであり、さらに、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の実施形態の１つである。
【００８９】
以上、本発明の階調画像表示システムについて、特に医用画像表示システムを例にとって詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、階調変換が必要な任意の画像に対して適用可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係る医用画像表示システムとしての、ＣＴ画像から指定ＣＴ値を持つ臓器や物質を強調して表示できるように階調変換して画像表示を行うＸ線ＣＴ装置の概略を示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態における画像処理部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】階調変換特性を示す線図である。
【図４】階調変換特性を正規分布を用いた階調変換曲線とした線図である。
【図５】指定ＣＴ値が２つ存在する場合の階調変換特性を示す線図である。
【図６】本発明の第２実施形態における画像処理部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】指定ＣＴ値毎にＣＴ値範囲を対応させたテーブルの例を示す説明図である。
【図８】指定ＣＴ値とＣＴ値範囲をセットにしてメニュー表示した例を示す説明図である。
【図９】通常のウィンドウセンタとウィンドウ幅を用いた階調変換における入力値と出力値との相関を示す線図である。
【符号の説明】
【００９１】
１…Ｘ線ＣＴ装置、１０…スキャナガントリ部、１２…開口部、１４…寝台、１５…指定ＣＴ値入力手段、２０…画像処理部、２２…画像入力部、２３…指定ＣＴ値ＣＴ値範囲決定部、２４…メモリ、２６…指定ＣＴ値階調変換部、２８…画像表示制御部、３０…画像表示部、３２…表示画面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005130002.tif 000009
【図９】
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